SPMK3005热工仪表校验仪

国 防 计 量

建 立 测 量 标 准 技 术 报 告

标 准 名 称 SPMK3005热工仪表校验仪 计量技术机构 国营云南机器三厂计量处 编写 鲁冀阳 2007年07月 26 日 审核 梁卫华 2007年07月 26 日

目 次

一、测量标准概述·····························(3)

二、测量标准性能······························(5)

三、构成测量标准的测量器具及配套设备··········(6)

四、检定人员··································(7)

五、校准（检定）环境条件······················(8)

六、测量标准不确定度的评定····················(9) 七、测量标准重复性····························(10) 八、测量标准的稳定性··························(12) 九、测量标准不确定的验证······················(14) 十、结论······································(16)

十一、附录····································(16)

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一、测 量 标 准 概 述 1、建立测量标准的目的，意义及用途 温度是描述系统不同自由度之间能量分布状况的物理量。温度测量是建立在热平衡定律基础上的。 温度在工厂中是产品热加工，塑料产品合成质量重要的参数，温度的测量显示和调节控制准确可靠是十分重要的，温度仪表的指示和控制温度是否正确，直接影响工厂产品零件加工的质量，而且对生产工艺及设备安全运行也起着关键作用。为确保温度显示及调节仪表的温度准确，调节控制温度可靠，所以需建立温度显示及调节仪表检定装置，主要用于开展对温度仪表的检定（校准）。我厂选用的SPMK3005热工仪表采用先进的软硬件技术，广泛用于工矿企业、科研院所、大专院校、军工、计量等部门，它可以提供多种标准信号源，又具有智能仪表校测系统。可以完成直流电压、毫伏电压、电流、电阻、温度、频率信号输出，可以校准各种数据采集器，记录仪多用表及其工业仪表。 2、测量标准的组成和工作原理 测量标准主要由准确度等级不低于0.003级SPMK3005热工仪表和配套仪表，交流稳压器，水银温度计及秒表组成。 本检定装置工作原理为:用标准器SPMK3005热工仪表输出（或测量）被检温度仪表各温度所对应的电量值，读取标准器相应的指示值之差。 3、检定方法 本仪器可以模拟输出标准热电阻信号，对各种配热电阻温度仪表进行检定、校验；模拟输出标准热电偶信号，对各种配热电偶温度仪表进行检定、校验。

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一、测 量 标 准 概 述 (3)、检定（校准）时，本检定装置，标准器和被检温度仪表分别按下列接线原理图所示: 测 温 度 冰水混合物 仪 表 使用外部温度补偿端子连接图 输 出 测 温 度 仪 冷端表 温度温 度 传感 器 后面 板温 度传感器 内部温度补偿端子连接图 输 出

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二、测 量 标 准 性 能 (一)、测量标准装置的主要技术指标 主标准器是由SPMK3005热工仪表校验仪为主。 型号:SPMK3005 仪器编号:S073005009 测量范围： 电压：0~±200mv，0~±25v， 电流：0~±25mv 频率：2Hz~1KHz 1K~10KHz 电阻：0~500Ω (二)配套设备 (1)交流稳压器 示值调节范围98~242V 稳定度0.2% (2)毫伏发生器 示值范围0~100V 阻抗<5Ω (3)绝缘电阻表 测量范围0~500mΩ 精度等级1.0级 (4)秒表 测量范围0～15min 精度等级0.15级 (5)角度标 5°或10°（自制） (三)测量标准不确定度：Uc=0.003% (四)环境条件 (1)温度:(23±5)℃ (2)湿度:(20～80)% (3)除地磁场外,应避免外电磁场干扰,避免阳光直射。

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三、构成测量标准的测量器具及配套设备 名称 型号规格 出厂编号 生产国研制和购别厂家 进时间 北京斯贝克科技有限公司 成都车城电工厂 上海钟表厂 自制 测量范围 允许误差极限 校准（检定）校准（检机构 定）时间 中国计量科学研究院 本厂 校准（检定）证书号 测量器具 热工仪表校验仪 614—B SPMK3005 S073005009 198210 -200～1820℃ ±0.003% 20070628 DLSC2007-0451 196704 20040408 配 套设备交流稳压器 秒表 角度板 803 1983 0~15min 0.15级

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四、检 定 人 员 姓名 王文德 张 俊 技术职称 从事本专业年限 检定专业项目 工程师 助技 检定员证号 滇考字第079号 滇考字第078号 31年 15年 动圈温度仪表 动圈温度仪表 五、校 准（检定）环 境 条 件 项 目 名 称 温 度 湿 度 要 求 20±5℃ 45~75% 实 际 情 况 16~24℃ ＜75%

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六、测量标准不确定度的评定 1.输入量 检定装置以SPMK3005型热工仪表校验仪，给出的被检数显温控仪和热工仪表效验仪各测量点的标准值yN,由被检仪表指示出的参数值。 2.数学模式yδ= yN +Δy 式中： yδ－被检仪表指示的参数值; yN－热工仪表校验仪输出的标准值； Δy－被检仪表的示值误差。 3、不确定度来源： 3.1、测量标准重复性引入的测量不确定度; 3.2、上级标准传递引入的测量不确定度; 3.3、标准器热工仪表效验仪示值误差引入的测量不确定度; 3.4、由热工仪表校验仪分辨率引入的测量不确定度。 4标准不确定度评定： 4.1、测量标准重复性引入的不确定度UA 由于数显温度仪测量标准重复性测量结果，测得的实验标准偏差 Sn(X)=0.0038mv(相当于0.1℃)则UA=Sn(X)/6=0.1/2.449=0.04℃ 由于电子电位差计测量标准重复性测量结果，测得的实验标准差 Sn(X)=0.0035 mv(相当于0.09℃)，则UA=Sn(X)/6=0.09/2.449=0.04℃ 4.2、上级标准传递引入的测量不确定度UB 由上级传递的测量不确定度是0.0012mv（相当于0.03℃） 4.3、标准器热工仪表校验仪示值误差引入的测量不确定度UB2 据热工仪表校验仪SPMK3005说明书，0~±200mv量程，分辨力：0.001mv基本误差极限Δe≤0.01％（读数+0.003%（量程）,以温度仪表0～1300℃时，最大误差为：±(52.410×0.013％＋0.001)＝±0.0078mv(相当于0.2℃)，按均匀分布，取K=3，则UB2=0.3/K=0.3/1.732=0.12℃

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六、测量标准不确定度的评定 4.4、由热工仪表校验仪分辨率引入的测量不确定度UB3 标准器热工仪表校验仪最小分辨率为1μv,最大误差是±0.0078mv(相当于0.2℃)，按均匀分布，取K＝3则UB3=0.2/3=0.12℃ 5、合成标准不确定度Uc 以上各项标准不确定度均不相关，因此合成不确定度Uc为 5.1、热工仪表校验仪Uc： Uc＝UA?UB1?UB2?UB3=0.042?0.032?0.122?0.122=0.17℃ 5.2数显温控仪Uc： Uc＝UA?UB1?UB2?UB3＝0.042＋0.032＋0.122＋0.122=0.17℃ 6、扩展不确定度U为：取k＝2时 热工仪表校验仪U：U=k uc＝2×0.17＝0.34℃ 数显温控仪U: U=k uc =2×0.17＝0.34℃

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七、测量标准重复性 1、在检定装置正常工作情况下，选用一台XMT-101型，1.0级，0~1300℃，K分度值的数显温度仪，编号200308，在室温20℃时，对其200℃分度值进行重复测量，每隔5分钟测量一次，共测量6次结果列表如下： 序号 1 2 3 4 5 6 观测值Xi 7.590 7.588 7.586 7.587 7.585 7.579 X =7.586 Xi-X 0.004 0.002 0 0.001 -0.001 -0.007 (Xi-X )2 1.6×10-5 0.4×10-5 0 0.1×10-5 0.1×10-5 4.9×10-5 (Xi-X )2=7.1×10-5 测量标准重新性用观测值的实验标准偏差Sn（X）表征，用下列公式计算： Sn（X）=??Xi?1ni?Xn?2n?1 =237.1?106?1?5=0.0038mv（相当于0.095℃） 故Sn（X）=0.095℃＜Uc =0.227℃符合要求。

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七、测量标准重复性 2、正常情况下，室温是25℃选用一台型号为EWY-103的电子电位差计，分度号：K，测量范围：0-1100℃，0.5级，编号：09#，在室温20℃时对其200℃分度值进行重复测量，每隔5分钟测量一次，共测量6次结果列表如下： 序号 1 2 3 4 5 6 观测值Xi 7.379 7.375 7.373 7.372 7.370 7.367 X =7.372 Xi-X 0.006 0.002 0 -0.001 -0.003 -0.006 (Xi-X )2 3.6×10-5 0.4×10-5 0 0.1×10-5 0.9×10-5 1.2×10-5 (Xi-X )2=6.2×10-5 测量标准重新性用观测值的实验标准偏差Sn（X）表征，用下列公式计算： Sn（X）=??Xi?1ni?Xn?2n?1=236.2?106?1?5=0.0035（相当于0.088℃） 故Sn（X）=0.088℃＜Uc=0.227℃符合要求。

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八、测量标准稳定性 1、在检定装置正常工作条件下，选用一台性能稳定的电子平衡仪EWY-103型，0.5级，0~1100℃，K分度号，编号为060＃，在室温20℃时，对其200℃的分度值进行测量，每次测量6次，每5分钟测量一次，每月测量一次，在测量四次，各次测量数据结果列表如下： 时间 数 据 2007年8月 2007年9月 2007年10月 2007年11月 序号 1 2 3 4 5 6 XnXm观测值X1 7.359 7.355 7.353 7.352 7.355 7.356 7.355 观测值X2 7.361 7.362 7.356 7.358 7.359 7.357 7.359 观测值X3 7.358 7.356 7.357 7.359 7.354 7.353 7.356 观测值X4 7.360 7.361 7.358 7.355 7.359 7.354 7.358 m7.357 )2(Xn?X 0.4×10-5 0.4×10-5 1?10?50. 1×10-5 0.1×10-5 测量标准稳定性用实验标准偏差Sm定量表征，即计算用下列公式： Sm=???Xn?ii?1m?Xm?21m?1=4?1=0.0018mv(相当于0.05℃) 即Sm=0.05℃＜ uc =0.17℃故测量标准稳定性符合要求。

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八、测量标准稳定性 2、在检定装置正常工作条件下，选用一台性能稳定的数显温度仪XMT-101型，1.0级，0~1300℃，K分度号，编号为692291，在室温20℃时，对其200℃的分度值进行测量，每次测量6次，每5分钟测量一次，每月测量一次，在测量四次，各次测量数据结果列表如下： 时间 2007年12月 2008年1月 数 据 2008年2月 2008年3月 序号 1 2 3 4 5 6 XnXm观测值X1 7.490 7.487 7.485 7.484 7.489 7.487 7.487 观测值X2 7.492 7.489 7.487 7.485 7.489 7.488 7.488 观测值X3 7.491 7.488 7.489 7.487 7.484 7.486 7.488 观测值X4 7.494 7.489 7.487 7.492 7.490 7.486 7.490 m7.488 )2(Xn?X 0.1×10-5 0 0.5?104?1?50 0.4×10-5 测量标准稳定性用实验标准偏差Sm定量表征，即计算用下列公式： Sm=???Xn?ii?1m?Xm?21m?1==0.0013mv（相当于0.03℃） 即 Sm=0.03℃＜Uc=0.17℃

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九、标准不确定度的验证 1、室温在20℃时，选用一台EWY-103，0~1100℃，0.5级，K分度，编号为09＃的电子电位差计在本厂检定装置上检定，再送燃料厂计量室检定，二者进行比对，结果列表如下： 类别 燃料厂检定结果 机三厂检定结果 示值 比对结果差值 检定点 基本误差 相对误差 基本误差 相对误差 基本误差 相对误差 ℃ mv % mv % mv % 100 -0.136 0.16 -0.141 0.18 0.005 0.02 300 -0.140 0.18 -0.144 0.20 0.004 0.02 500 -0.143 0.19 -0.141 0.18 0.002 0.01 700 -0.149 0.22 -0.146 0.20 0.003 0.02 900 -0.152 0.23 -0.150 0.22 0.002 0.01 两台检定装置比对结果最大差值为0.005mv（相当于0.13℃） 即Ya?Yb=0.13℃＜22Uc=0.50℃，所以本检定装置给出的Uc是合理的，标准不确定度验证完毕。

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九、标准不确定度的验证 1、室温在20℃时选用一台XMT-101，0~1300℃，1.0级，K分度，编号为200308的数显温度仪在本厂检定装置上检定，再送燃料厂计量室检定，二者进行比对，结果列表如下： 类别 示值 燃料厂检定结果 机三厂检定结果 比对结果差值 检定点 基本误差 相对误差 基本误差 相对误差 基本误差 相对误差 ℃ mv % mv % mv % 200 0.287 0.56 0.285 0.55 0.002 0.01 400 0.284 0.55 0.283 0.55 0.001 0 600 0.281 0.54 0.280 0.54 0.001 0 800 0.278 0.54 0.279 0.54 0.001 0 1000 0.276 0.53 0.278 0.54 0.002 0.01 两台检定装置比对结果最大差值为0.002mv（相当于0.05℃） 即Ya?Yb=0.05℃＜22Uc=0.50℃，所以本检定装置给出的Uc是合理的，标准不确定度验证完毕。

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十、结论 该检定装置主标准器及配套设备各项技术指标符合国家JJG74—92、JJG186-97的检定规程要求，其测量标准重复性分别为0.095℃；0.088℃；稳定性分别为0.05℃；0.03℃；0.17℃，标准不确定度分别为0.13℃；0.05℃。检定装置的技术资料齐全，检定工作环境能满足检定要求，可以开展0.5级以下的自动平衡显示仪表、1.0级以下数字式温度指示调节仪表检定（校准）工作。 十一、附录 （1） JJG74－92；JJG186—97检定规程； （2） 本检定装置测量标准重复性，稳定性，不确定性验证的原始记录； （3） 本检定装置标准器的检定证书； （4） GJB/J2749—96建立测量标准技术报告的编写要求。

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十、结论 该检定装置主标准器及配套设备各项技术指标符合国家JJG74—92、JJG186-97的检定规程要求，其测量标准重复性分别为0.095℃；0.088℃；稳定性分别为0.05℃；0.03℃；0.17℃，标准不确定度分别为0.13℃；0.05℃。检定装置的技术资料齐全，检定工作环境能满足检定要求，可以开展0.5级以下的自动平衡显示仪表、1.0级以下数字式温度指示调节仪表检定（校准）工作。 十一、附录 （1） JJG74－92；JJG186—97检定规程； （2） 本检定装置测量标准重复性，稳定性，不确定性验证的原始记录； （3） 本检定装置标准器的检定证书； （4） GJB/J2749—96建立测量标准技术报告的编写要求。

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